Element 114 von GSI bestätigt

Nach ersten Ergebnissen aus den USA und Russland konnte das superschwere Element nun auch im Beschleuniger in Darmstadt erzeugt werden

Plutonium-Target
Plutonium-Target

Darmstadt - Ein internationales Team von Wissenschaftlern um Christoph Düllmann vom GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung konnte in einem vierwöchigen Experiment insgesamt 13 Atome des Elements 114 nachweisen. Dies entspricht der höchsten jemals gemessenen Produktionsrate für dieses Element. Dazu beschleunigten die Forscher Kalzium-Ionen in einem 120 Meter langen Teilchenbeschleuniger und schossen sie auf eine mit Plutonium beschichtete Folie. Dabei verschmolzen die Atomkerne miteinander. Mit den 20 Protonen des Kalziums und den 94 Protonen des Plutoniums entstanden so Atome mit 114 Protonen. Die Zahl der Neutronen im Kern betrug entweder 288 oder 289. Obwohl die Atome eine Halbwertszeit von nur etwa einer halben Sekunde hatten, konnte der neue Messaufbau "TASCA" sie anhand der Strahlung, die sie während des Zerfalls aussandten, identifizieren.

Den ersten Nachweis des Elements 114 meldete 1999 das Kernforschungszentrum im russischen Dubna. 2009 produzierten Physiker an der Universität Berkeley, USA, zwei weitere Atome. Die Erfolgsmeldung aus Darmstadt ist daher der nächste Schritt zur Anerkennung des neuen Elements durch die zuständige Kommission der International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Vor etwa einem Jahr hatte die Kommission das in Darmstadt entdeckte Element 112, das mittlerweile den Namen „Copernicium“ trägt, offiziell bestätigt. Neben Element 114 warten noch weitere in Russland erzeugte Elemente mit einer Protonenanzahl von bis zu 118 auf ihre Anerkennung.

Mit der Erzeugung immer schwerer Elemente hoffen Forscher, die "Insel der Stabilität" zu erreichen: Atome mit einer bestimmten Anzahl von Protonen und Neutronen im Kern, die erst nach Tagen, Wochen oder Jahren zerfallen. Denn ähnlich wie Elektronen aus der Atomhülle sind auch Protonen und Neutronen in Schalen angeordnet, das bedeutet, sie besetzen unterschiedliche Energieniveaus. Ist eine Schale voll besetzt, ist die Bindungsenergie deutlich höher als bei anderen Zuständen, das Atom wird dadurch sehr stabil. Die Zahl der nötigen Protonen und Neutronen wird "magische Zahl“"genannt, die 114 Protonen des neuen Elements verleihen ihm bereits einen "halbmagischen Kern". Die Anzahl der Neutronen in den bisher erzeugten Atom-Isotopen ist jedoch nicht im vorhergesagten magischen Bereich, ideal wäre eine Neutronenzahl von 184.